天线效应的定义及消除措施。

zhaohaoyang

天线效应全称工艺天线效应（PAE，processantenna effect），是一种芯片制造过程中产生的效应。在芯片生产过程中，暴露的金属线或者多晶硅(polysilicon)等导体，就象是一根根天线，会收集电荷（如等离子刻蚀产生的带电粒子）导致电位升高。天线越长，收集的电荷也就越多，电压就越高。若这片导体碰巧只接了MOS 的栅，那么高电压就可能把薄栅氧化层击穿，使电路失效，这种现象我们称之为“天线效应”。

消除措施：

1）  跳线法。又分为“向上跳线”和“向下跳线”两种方式。跳线即断开存在天线效应的金属层，通过通孔连接到其它层（向上跳线法接到天线层的上一层，向下跳线法接到下一层），最后再回到当前层。这种方法通过改变金属布线的层次来解决天线效应，但是同时增加了通孔，由于通孔的电阻很大，会直接影响到芯片的时序和串扰问题，所以在使用此方法时要严格控制布线层次变化和通孔的数量。

1）  添加天线器件，给“天线”加上反偏二极管。通过给直接连接到栅的存在天线效应的金属层接上反偏二极管，形成一个电荷泄放回路，累积电荷就对栅氧构不成威胁，从而消除了天线效应。当金属层位置有足够空间时，可直接加上二极管，若遇到布线阻碍或金属层位于禁止区域时，就需要通过通孔将金属线延伸到附近有足够空间的地方，插入二极管。

2）  给所有器件的输入端口都加上保护二极管。此法能保证完全消除天线效应，但是会在没有天线效应的金属布线上浪费很多不必要的资源，且使芯片的面积增大数倍，这是VLSI 设计不允许出现的。所以这种方法是不合理，也是不可取的。

3）  对于上述方法都不能消除的长走线上的PAE，可通过插入buffer缓冲器，切断长线来消除天线效应。

天线比率（AR）是现在计算是否产生天线效应的标注：AR=导体面积/栅的面积。天线效应的产生几率跟天线比率成正比，也就是说AR的值越小就越不容易产生天线效应，尽量少用poly连线。反偏二极管能够泄放的原因在于，相比MOS管栅极与沟道间的薄氧化层击穿电压，反偏二极管的击穿电压更低，击穿后电子从二极管完成泄放，自然不会影响MOS管

Quinlan

学习

myqin

跳线法可以向下跳线吗？？

小萌芯

myqin 发表于 2024-8-7 14:07
跳线法可以向下跳线吗？？

我也有这个疑惑

ncash0933

学习

level90

myqin 发表于 2024-8-7 14:07
跳线法可以向下跳线吗？？

不可以。

haydnzhang

全都用过。
2）的话很多ip都会给所有器件的输入端口都加上保护二极管。

Nexusus

学习了

miamiamia

优秀